旋转摩擦挤压加工CNTs/Al复合材料的线材组织和性能
发布时间：2022-01-03 23:35
采用旋转摩擦挤压加工方法制备体积分数分别为0、3.8%、4.5%和5.3%（体积分数）的碳纳米管增强铝基复合材料线材,进行复合材料线材显微组织观察和力学、电学性能分析。结果表明:经旋转摩擦挤压后,复合材料线材的晶粒较搅拌摩擦加工试样有所拉长和长大,但仍为超细晶结构;复合材料线材中的碳纳米管沿着挤压方向呈取向排列均匀分布于铝基体中。随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料线材的显微硬度、抗拉强度以及电阻率均逐渐增加,且均高于同CNTs体积分数的搅拌摩擦加工块体复合材料试样,但塑性有所降低。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2017,27(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
碳纳米管TEM像
114中国有色金属学报2017年1月图25.3%CNTs/Al复合材料块体和线材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite图3CNTs/Al复合材料线材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向着唯一出口即挤压头中间的出口定向流动。此过程的连续进行可在一定程度上实现部分CNTs在基体金属中的取向排列。2.2CNTs/Al复合材料线材的力学性能图4所示为FSP和RFEP制备的复合材料块状试样和线材显微硬度分布图。从图4中看出，FSP块体复合材料复合区的显微硬度以及复合材料线材纵截面的显微硬度均随着CNTs含量的增加而增加。CNTs含量为5.3%时，CNTs/Al复合材料线材平均显微硬度为64.0HV，较块体复合材料复合区的平均显微硬度略有提高。但是从二者硬度分布曲线来看，块体复合材料复合区的显微硬度波动较明显，且随着CNTs量的增加，波动愈加剧烈；同时，发现越靠近复合区边缘显微硬度增加，这说明此区域可能存在CNTs的局部团聚现象。而复合材料线材纵截面的显微硬度无明显波动现象，这说明复合材料经过旋转摩擦挤压后，CNTs在铝基体中的分布均匀性得到进一步改善，CNTs团聚现象有所减小，分布更均匀。图4CNTs/Al复合材料块体和线材的显微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs图5所示为不同CNTs含量CNTs/Al复合材料FSP块体材料和RFEP线材室温拉伸测试结果。由图5中可以看出，随着CNTs含量的增加复合材料线材的抗拉强度呈逐渐增加的趋势，且CNTs含量相同时，RFEP线材试样的抗拉强度均高于FSP块体复合材料试样的。以CNTs含量为5.3%试样为例，RFEP复合材料线材的拉伸强?
114中国有色金属学报2017年1月图25.3%CNTs/Al复合材料块体和线材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite图3CNTs/Al复合材料线材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向着唯一出口即挤压头中间的出口定向流动。此过程的连续进行可在一定程度上实现部分CNTs在基体金属中的取向排列。2.2CNTs/Al复合材料线材的力学性能图4所示为FSP和RFEP制备的复合材料块状试样和线材显微硬度分布图。从图4中看出，FSP块体复合材料复合区的显微硬度以及复合材料线材纵截面的显微硬度均随着CNTs含量的增加而增加。CNTs含量为5.3%时，CNTs/Al复合材料线材平均显微硬度为64.0HV，较块体复合材料复合区的平均显微硬度略有提高。但是从二者硬度分布曲线来看，块体复合材料复合区的显微硬度波动较明显，且随着CNTs量的增加，波动愈加剧烈；同时，发现越靠近复合区边缘显微硬度增加，这说明此区域可能存在CNTs的局部团聚现象。而复合材料线材纵截面的显微硬度无明显波动现象，这说明复合材料经过旋转摩擦挤压后，CNTs在铝基体中的分布均匀性得到进一步改善，CNTs团聚现象有所减小，分布更均匀。图4CNTs/Al复合材料块体和线材的显微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs图5所示为不同CNTs含量CNTs/Al复合材料FSP块体材料和RFEP线材室温拉伸测试结果。由图5中可以看出，随着CNTs含量的增加复合材料线材的抗拉强度呈逐渐增加的趋势，且CNTs含量相同时，RFEP线材试样的抗拉强度均高于FSP块体复合材料试样的。以CNTs含量为5.3%试样为例，RFEP复合材料线材的拉伸强?
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的界面微观结构[J]. 林毛古,徐卫平,柯黎明,刘强. 中国有色金属学报. 2015(01)
[2]卤素掺杂对多壁碳纳米管导电性能的影响[J]. 石国娴,徐学诚. 华东师范大学学报(自然科学版). 2013(06)
[3]多壁碳纳米管-聚乳酸复合材料的原位聚合制备及热性能和导电性能（英文）[J]. 李清华,周勤华,邓丹,俞巧珍,谷俐,龚科达,徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[4]一种碳纳米管增强的铜基块体非晶合金复合材料(英文)[J]. 蔡安辉,熊翔,刘咏,安伟科,周果君,罗云,李铁林,李小松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[5]纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的结构与拉伸行为[J]. 贺春林,王建明,于文馨,才庆魁,何凤鸣,孙旭东. 稀有金属材料与工程. 2006(S2)
[6]纳米碳管增强纯铝基复合材料的制备及性能[J]. 黄永攀,李道火,黄伟. 新技术新工艺. 2004(12)
[7]铝基复合材料性能的研究现状[J]. 白芸,韩恩厚,谭若兵,毕敬. 材料保护. 2003(09)
本文编号：3567196
【文章来源】：中国有色金属学报. 2017,27(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
碳纳米管TEM像
114中国有色金属学报2017年1月图25.3%CNTs/Al复合材料块体和线材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite图3CNTs/Al复合材料线材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向着唯一出口即挤压头中间的出口定向流动。此过程的连续进行可在一定程度上实现部分CNTs在基体金属中的取向排列。2.2CNTs/Al复合材料线材的力学性能图4所示为FSP和RFEP制备的复合材料块状试样和线材显微硬度分布图。从图4中看出，FSP块体复合材料复合区的显微硬度以及复合材料线材纵截面的显微硬度均随着CNTs含量的增加而增加。CNTs含量为5.3%时，CNTs/Al复合材料线材平均显微硬度为64.0HV，较块体复合材料复合区的平均显微硬度略有提高。但是从二者硬度分布曲线来看，块体复合材料复合区的显微硬度波动较明显，且随着CNTs量的增加，波动愈加剧烈；同时，发现越靠近复合区边缘显微硬度增加，这说明此区域可能存在CNTs的局部团聚现象。而复合材料线材纵截面的显微硬度无明显波动现象，这说明复合材料经过旋转摩擦挤压后，CNTs在铝基体中的分布均匀性得到进一步改善，CNTs团聚现象有所减小，分布更均匀。图4CNTs/Al复合材料块体和线材的显微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs图5所示为不同CNTs含量CNTs/Al复合材料FSP块体材料和RFEP线材室温拉伸测试结果。由图5中可以看出，随着CNTs含量的增加复合材料线材的抗拉强度呈逐渐增加的趋势，且CNTs含量相同时，RFEP线材试样的抗拉强度均高于FSP块体复合材料试样的。以CNTs含量为5.3%试样为例，RFEP复合材料线材的拉伸强?
114中国有色金属学报2017年1月图25.3%CNTs/Al复合材料块体和线材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite图3CNTs/Al复合材料线材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向着唯一出口即挤压头中间的出口定向流动。此过程的连续进行可在一定程度上实现部分CNTs在基体金属中的取向排列。2.2CNTs/Al复合材料线材的力学性能图4所示为FSP和RFEP制备的复合材料块状试样和线材显微硬度分布图。从图4中看出，FSP块体复合材料复合区的显微硬度以及复合材料线材纵截面的显微硬度均随着CNTs含量的增加而增加。CNTs含量为5.3%时，CNTs/Al复合材料线材平均显微硬度为64.0HV，较块体复合材料复合区的平均显微硬度略有提高。但是从二者硬度分布曲线来看，块体复合材料复合区的显微硬度波动较明显，且随着CNTs量的增加，波动愈加剧烈；同时，发现越靠近复合区边缘显微硬度增加，这说明此区域可能存在CNTs的局部团聚现象。而复合材料线材纵截面的显微硬度无明显波动现象，这说明复合材料经过旋转摩擦挤压后，CNTs在铝基体中的分布均匀性得到进一步改善，CNTs团聚现象有所减小，分布更均匀。图4CNTs/Al复合材料块体和线材的显微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs图5所示为不同CNTs含量CNTs/Al复合材料FSP块体材料和RFEP线材室温拉伸测试结果。由图5中可以看出，随着CNTs含量的增加复合材料线材的抗拉强度呈逐渐增加的趋势，且CNTs含量相同时，RFEP线材试样的抗拉强度均高于FSP块体复合材料试样的。以CNTs含量为5.3%试样为例，RFEP复合材料线材的拉伸强?
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的界面微观结构[J]. 林毛古,徐卫平,柯黎明,刘强. 中国有色金属学报. 2015(01)
[2]卤素掺杂对多壁碳纳米管导电性能的影响[J]. 石国娴,徐学诚. 华东师范大学学报(自然科学版). 2013(06)
[3]多壁碳纳米管-聚乳酸复合材料的原位聚合制备及热性能和导电性能（英文）[J]. 李清华,周勤华,邓丹,俞巧珍,谷俐,龚科达,徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[4]一种碳纳米管增强的铜基块体非晶合金复合材料(英文)[J]. 蔡安辉,熊翔,刘咏,安伟科,周果君,罗云,李铁林,李小松. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(09)
[5]纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的结构与拉伸行为[J]. 贺春林,王建明,于文馨,才庆魁,何凤鸣,孙旭东. 稀有金属材料与工程. 2006(S2)
[6]纳米碳管增强纯铝基复合材料的制备及性能[J]. 黄永攀,李道火,黄伟. 新技术新工艺. 2004(12)
[7]铝基复合材料性能的研究现状[J]. 白芸,韩恩厚,谭若兵,毕敬. 材料保护. 2003(09)
本文编号：3567196
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